A hiperacetilação de foxo como um mecanismo de supressão do programa gênico atrófico pela sinalização adrenérgica beta2 em músculos esqueléticos de roedores

• Processo: 15/12740-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2015
• Vigência (Término): 30 de setembro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Isis Do Carmo Kettelhut
• Beneficiário: Dawit Albieiro Pinheiro Gonçalves
• Supervisor: Marco Sandri
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Università degli Studi di Padova, Itália
• Vinculado à bolsa: 12/18861-0 - A hiperacetilação de foxo como um mecanismo de supressão do programa gênico atrófico pela sinalização adrenérgica beta2 em músculos esqueléticos de roedores, BP.PD
• Assunto(s): Acetilação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acetylation | beta2-adrenergic signaling | Foxo transcription factors | Histone acetyltransferase | Histone deacetylase | Skeletal muscle atrophy | Bioquímica e biologia molecular

Resumo

O desenvolvimento de estratégias terapêuticas capazes de inibir a degradação de proteínas e preservar a massa muscular é um tema de grande interesse para a saúde humana. Em nossos estudos anteriores, foi demonstrado que a ativação de adrenoceptores (AR) beta2 atenua a atrofia muscular por meio da supressão da atividade dos sistemas proteolíticos ubiquitina-proteassoma (UPS) e autofágico-lisossomal (ALS), os principais sistemas envolvidos com a perda de massa muscular. Os fatores de transcrição Foxo são reguladores chave dos sistemas UPS e ALS. A fosforilação de Foxo pela Akt, uma quinase efetora da sinalização do IGF-1/insulina, diminui a sua atividade transcricional e a expressão de seus genes alvo relacionados com a atrofia muscular. Nós também demonstramos que a ativação farmacológica de beta2AR aumenta a fosforilação de Foxo3a e reduz a expressão das Ub-ligases relacionadas à atrofia Atrogin-1 e MuRF1 e o gene autofágico Gabarapl1 em músculos de animais jejuados por 2 dias. Além da fosforilação, as proteínas Foxo são reguladas por meio de outras modificações pós-traducionais, tal como acetilação. Estudos recentes têm mostrado que a histona acetiltransferase (HAT) p300 e as histonas deacetilases (HDACs) modulam os níveis de acetilação dos fatores Foxo. A hiperacetilação de Foxo induz a sua localização citosólica e uma menor estabilidade e atividade em diferentes tipos celulares. Em nosso projeto de pós-doutorado, foi observado que os agonistas beta2 suprimem a atividade de Foxo e aumentam os níveis de acetilação de Foxo3a em músculos de animais jejuados. Entretanto, ainda não está claro o mecanismo molecular pelo qual os simpatomiméticos induzem a hiperacetilação de Foxo e suprimem a expressão dos genes atróficos. Desse modo, o objetivo desse projeto é investigar o envolvimento in vivo da HAT p300 e das HDACs na acetilação de Foxo e redução dos genes relacionados à atrofia induzidos pela sinalização adrenérgica beta2 em músculo esquelético. A nossa hipótese é de que a estimulação adrenérgica beta2 em músculo deveria elevar a expressão e ativação da Sik1, uma quinase efetora da sinalização PKA/CREB e um inibidor das HDACs, via CREB e Akt, respectivamente. Como consequência, as HDACs de classe IIa deveriam permanecer no citosol e os níveis de acetilação de Foxo aumentariam no núcleo, induzindo a sua translocação para o citosol e a redução de sua atividade. Além disso, o agonista beta2 ativa a Akt e PKA, que, por sua vez, poderiam estimular a atividade da p300 e a hiperacetilação de Foxo. Para testar essa hipótese em colaboração com o Dr. Marco Sandri (Itália), utilizaremos técnicas de biologia molecular in vivo, tais como a transferência gênica por eletroporação, a geração de proteínas mutantes, o silenciamento in vivo de mediadores da acetilação por RNA de interferência (short hairpin RNA) e a análise da atividade de fator de transcrição pelo ensaio do repórter luciferase.